Индикатор радиоактивности c подключением к сети ZIGBEE

Всем нам известно что такое радиация и ее пагубное воздействие на человека. Так как эта опасность не осязаема, то в связи с этим и родилась идея сделать индикатор  для непрерывного мониторинга радиационной обстановки.

Устройство не предназначено для измерения уровня радиации в эпицентре ядерного взрыва, но при этом позволяет постоянно отслеживать изменение фоновых значений. Это может быть полезно в случае возникновения техногенных катастроф или случаев когда вы сами или окружающие принесут в дом нечто имеющее повышенный радиационный фон. Это могут быть вполне безобидные с виду вещи, тем не менее несущие прямую угрозу жизни и здоровью.

Существует много проектов любительских дозиметров, для примера раз и два.

Все они строятся по практически одинаковым схемам, связанными с особенностями используемых счетчиков Гейгера. Принцип работы счетчиков Гейгера основан на эффекте ударной ионизации газовой среды под действием радиоактивных частиц в межэлектродном пространстве при высоком ускоряющем напряжении. Соответственно для счетчика требуется источник высокого напряжения.

ВНИМАНИЕ! В УСТРОЙСТВЕ  ПРИСУТСТВУЕТ  ВЫСОКОЕ  НАПРЯЖЕНИЕ 400 ВОЛЬТ

Так как у меня дома поднята сеть zigbee то и устройство будет элементом этой сети.

Схема не содержит редких элементов и является типовой для такого вида устройств.Центральными элементами являются счетчик Гейгера СБМ-20 и zigbee модуль 18-MS1PA1-PCB. В схеме заложена возможность использовать как один, так и два счетчика для повышения точности измерений. 

Исходя из размеров счетчика был подобран корпус GAINTA 407

Плату проектировал в EasyEDAПроизводство заказывал на JLCPCBОбщая сборка не имеет особенностей, самые мелкие SMD элементы 0805. Конденсаторы в умножителе напряжения  на  600 вольт и имеют размер 1206. На плате имеется подстроечный резистор, для установки уровня высокого напряжения.Есть особенность в запайке держателей счетчиков, так как ширина корпуса не позволяет разместить два счетчика и micro USB разъем на достаточном расстоянии друг от друга, держатели надо приподнять над платой. При пайке нужно использовать любую проставку толщиной 0,8-1ммФизически на плату можно установить счетчики длинной 90 или 107мм, это как отечественные, типа СБМ-20 так и китайские аналоги J305 и M4011

Что бы оживить устройство @anonymass написал  прошивку с открытым исходным кодом. В прошивке реализована поддержка нескольких типов счетчиков, отображение количества зарегистрированных частиц в минуту с переводом этих значений в привычные мкР/ч. Важная особенность это возможность выставить уровень при котором произойдет срабатывание сигнализации. На это условие можно привязать срабатывание физической сирены или лампочки как средствами УД так и с помощью прямого биндинга на устройство zigbee, что позволит включить оповещение даже если сеть zigbee недоступна.

При правильно собранной плате после загрузки прошивки, сразу можно будет «увидеть» регистрируемые частицы

Поддержка устройства реализована в проектах zigbee2mqtt и SLS Gateway

В последнем это выглядит такalert_threshold — выставляем уровень в мкР/ч при превышении которого сработает сигнализация

buzzer — встроенный зуммер (поддержка пока не реализована)

Led — включаем/выключаем светодиод отображающий регистрацию частиц

rph — регистрируемое значение в мкР/ч

rpm — регистрируемое значение частиц в минуту

sensitivity — чувствительность счетчика (используется если выбран пункт 3 в sensor_type)

sensor_type — выбор типа счетчика:

0) СБМ-20/СТС-5/BOI-33

1) СБМ-19/СТС-6

3) все остальное

sensors_count — количество установленных счетчиков

Устройство так же является роутером в сети zigbee, что позволяет увеличить ее покрытие.Окончательная сборка включает в себя установку платы в корпус и изготовлении торцевой заглушки с отверстиями под светодиод и micro USB разъем. Данные отверстия можно сделать в штатной заглушке, но я нарисовал и распечатал на 3D принтере

На этом собственно все, устройство готово к работе.

Для желающих повторить, все необходимые файлы можно найти здесь.

Обсудить тему zigbee можно в профильном чате телеграм.

На фотографиях можно заметить что мои счетчики имеют повреждения, так получилось что мне достались именно такие. На самом деле повреждения гораздо серьезнее и это видно на фото ниже, но при сохранении герметичности на работу счетчиков они не влияют.